SOBonE-S12型環錠紡智能落紗機應用分析

李水有, 張 毅

(1.常山縣明達線業有限公司，浙江 常山 324200；2.浙江省常山紡織有限責任公司，浙江 常山 324200)

SOBonE-S12型環錠紡智能落紗機應用分析

李水有1, 張 毅2

(1.常山縣明達線業有限公司，浙江 常山 324200；2.浙江省常山紡織有限責任公司，浙江 常山 324200)

著重探討細紗機智能落紗機性能特點，分析智能落紗機的工作效能。通過智能落紗機和人工落紗對比，結果表明：使用智能落紗機能節約落紗時間，保證成紗質量，降低工人的勞動強度，提高勞動生產率，是解決當前紡織業招工難和用工成本高等問題的有效途徑。

環錠紡：智能落紗機；落紗時間；留頭率；落紗工

據統計我國現有棉紡紗錠達到1.2億錠，而民間統計為1.3億錠左右[1]。除了一些先進的大錠數的細紗機采用集體落紗外，不少于95%的紗錠安裝在480錠及以下的細紗機上[2]，大多數仍沿用人工落紗的方式，只有極少部分使用傳統落紗小車。

本公司在1990年新紡紗車間投產時，購置了4臺國產電動落紗小車，期望能推廣應用，但由于落紗時對錠子和管紗損傷較嚴重，加上落紗小車故障多，使用不久就放棄，其中有2臺落紗小車還未拆箱，又重新恢復手工落紗。

傳統細紗落紗小車通過預松盤和拔紗盤拔紗管，易對錠子和管紗表面造成損傷，而且部件易走位、機械穩定性差。而智能落紗機，采用氣囊抓取紗管頂部，通過充放壓縮空氣的方法，實現抓放紗管的目的，同時做到垂直拔管，垂直插管，不損傷錠子，使落紗工、落紗機和細紗機融為一體，系集電磁感應、光、機、電、氣全程自動控制的三維機器人。與國外智能落紗機相比，國產的智能落紗機具有適應性強，落紗機可不分左右手車，適用國內各種型號細紗機和不同錠子；拔管時模擬人工落紗方法，先搓旋使紗管預先脫離錠子，然后再拔紗，不傷錠子和管紗；應用高性能飛剪與空間圓弧插補控制算法技術；應用高可靠性的直角三坐標直線運動機器人技術；多功能的氣囊式抓管機構設計；高效率的旋轉留尾紗技術設計等[3]。2014年全國主要生產智能落紗機廠家，全年銷售了230臺左右，可供約150萬錠細紗落紗[4]。據了解，銅陵松寶智能落紗機2011年8月首家通過了中國紡織工業協會組織的鑒定后，目前全國已有100多家紡紗企業使用銅陵松寶生產的S9型智能型落紗小機[5]。本文就國產SOBONE-S12型環錠紡智能落紗機使用情況入手，測試分析智能落紗機和人工落紗的工作效能。

1 主要技術參數

適用細紗機 國產各種機型；

錠子 光桿錠子或鋁錠子；

每次落紗管數 12只；

每次工作時間 4s；

拔管率 100%；

插管率 98%(即要求420錠/臺的細紗機落紗后沒插上空管的錠子單面不超過4根)；

使用功率 0.7kW;

用電量 0.28 kW·h;

氣源供應 0.6MPa ;

壓縮空氣消耗量 0.02 m3/次。

2 機臺配置及紡紗品種

SOBONE-S12型環錠紡智能落紗機2臺。

FA506(420錠)緊密紡細紗機24臺；TDM129(420錠)細紗機24臺。

紡紗品種為純棉色紡紗9.8～29tex。

落紗工2人/組，三個班總6人，其中男工3人。

3 智能落紗機工作效能分析

長期生產實踐表明，實現細紗自動落紗的主要功能[2]：

a) 脫開錠子與筒管的嵌合；

b) 落下滿紗管的同時剪斷尾紗并留好生頭紗；

c) 將滿紗管收藏，插上空紗管并將空紗管整理成相同高度并壓好生頭紗。

3.1 操作流程及工作時間分析

a) 落紗前準備：將落紗機移至細紗機旁，上扇形空管箱、放入滿紗筐，將落紗機移至車尾附近插入氣源插座再插入電源插頭，后按電源及氣源按鈕，實現通電、通氣，將落紗機上導軌，打開下檔管鉤以準備落紗，該過程時間約需23s。

b) 落紗：一次同時拔12個管紗，割紗刀架快速運動割斷紗，伺服電機控制傳動小車勻速向前移動時陸續插入12只紗管，在行進中拔管紗和連續逐錠插管，落紗機開始工作至210錠落紗完畢需70s。

c) 落紗機返回：落紗完成后從排管筒拿出1～2個空紗管，用于落紗后沒插上空管的錠子，按返回按鈕，落紗機返回到車尾上位處，自動升起，將落紗機從上導軌上拉開，按下拖鏈座上的電源氣源開關，落紗機自動落下，該過程需約28s。

d) 落紗機返回的同時即可開車，鋼領板復位開機用時10s。

從落紗前準備到完成落紗任務，落紗機返回時開機生頭，整個落紗過程中停機時間為80s。總用時間為103s。

3.2 人工落紗情況

FA506型細紗機420錠，人工落紗每組4人(公司熟練女工)。

a) 落紗前準備：落紗桶、紗管箱到位所需時間20s。

b) 4人落紗：拔管紗、插空管，所需時間73s。

c) 倒管紗回車頭位置用時20s。

d) 鋼領板復位開機用時10s。

從落紗準備到完成落紗任務，整個落紗過程中停機時間為103s，回位開機生頭，總用時間為123s。

由于落紗機是電機驅動自動返回，因此，為了減少細紗機停車時間，落紗工在落紗機返回時就可以鋼領板復位開車，此時相比人工落紗節省停車時間23s。從測試結果分析，智能落紗機凈落紗時間比人工落紗少用3s。

3.3 落紗后留頭率分析

人工落紗時，由于手握持管紗拔取，接觸管紗表面，易產生人為操作斷頭，拔管時拉斷紗留的尾紗，長短不一，位置參差不齊，造成開車時斷頭多。SOBONE-S12型環錠紡智能落紗機抓管器采用抓手氣襄，握持紗管頂部的拔紗方式，在整個落紗過程中抓管器不接觸管紗的表面，管紗入滿紗框后，割紗刀架快速運動割斷紗，尾紗長短一致，因此管紗成型不受破壞，不會損傷紗線，保證了紗的質量。表1和表2為智能落紗機和人工落紗留頭率測試數據。

表1 智能落紗機留頭率

表2 人工落紗留頭率

SOBONE-S12型智能落紗機配置了2臺伺服電機負責聯合控制拔紗裝置，播管傳感器射出光點來確認落紗機位置，控制電磁式打管器，使12只拔紗器和陸續播管能精確、可靠地按規定的運行軌跡完成拔管、插管動作，達到了定位準、快、穩，運行更可靠，確保垂直拔紗、插管[6]，實現了落紗后較高的留頭率。比較表1、表2數據，智能落紗機相比人工落紗留頭率高出8.5個百分點。

4 落紗工萬錠用工分析

4.1 落紗次數估算

以本公司細紗機96臺(420錠)為例，日平均開95臺，每天運轉22.5h，三班二運轉，月平均生產紗線線密度19.5tex、月產量450t計算，平均日產15t，細紗機每落紗質量為23kg，每天落紗次數652次，每班落紗次數326次，落紗管數136 920只。

4.2 人工落紗萬錠用工測算

a) 按照棉紡織廠用工定員計算，每日八小時制，細紗落紗工5 000只/人班，落紗工用于落紗時間為4h，占總工作時間的53.3%，其他時間做清潔、防捉紗疵。折算成12h制，7 500只/人班，每班需配落紗工18.3人/班，實配20人/班，分5個落紗小組，落紗工萬錠用工5人/班。

落紗工用于落紗的時間：每次細紗機落紗后生頭開出平均5min，總落紗時間27.17h，如分五個小組，每組落紗工作時間為5.4h，占總工作時間48%。

b) 公司實際配備落紗人數：分四個落紗小組，配落紗工16人，落紗管數8 558只/人班，落紗工萬錠用工為4人/班。總用于落紗時間6.8h，占總工作時間60.4%。

4.3 智能落紗車萬錠用工測算

采用智能落紗車，每組每次落紗后生頭開出時間平均4.5min，以3h為一個周期，落32次紗，落紗時間2.4h，即服務32臺細紗機，每班最少可落109落紗，根據使用情況，一般每班可配3個落紗組，用工6人，落紗工萬錠用工1.5人/班。

總用于落紗時間為8.2h，占總工作時間72.7%，由于采用智能落紗車是專職落紗，沒有時間做清潔工作。鑒于人工落紗時，落紗工約用20%的時間做清潔工，因此采用智能落紗車后，需配專職清潔工每班1人/萬錠，因此萬錠用工為2.5人/班。

經以上計算可知，公司采用智能落紗車后每班少6人，三班節約落紗工18人，減少用工37.5%。

5 經濟效益分析

5.1 人員工資

以公司4萬紗錠規模測算：全年節約用工18人，按人均年收入3.6萬元測算，全年少支出工資64.8萬元。

5.2 提高生產效率

a) 智能落紗機整個落紗過程停機時間為80s，人工落紗過程停機時間為103s，節省23s，如按每天652次落紗次數計算，細紗機增加運轉時間4.17h，增加產量29.26kg/d，按2014年棉紗銷售利潤率4.8%，銷售單價5萬元/t測算，年增加收入2.46萬元。

b) 以紡19.5tex紗為例，實測細紗前羅拉速度195r/min，運轉22.5h，理論產量169.3kg/(臺d)，而實際產量157.9kg/(臺d)(細紗機吸風箱回花率3%，其他1 %)，實際運轉時間21.85h，停機時間0.65h/(臺d)，扣除落紗停機時間0.2h/(臺d)、品種翻改0.11h/(臺d)和機臺保養時間0.1h/(臺d)，算出細紗機滿紗待落的時間為0.24h/(臺d)，95臺細紗機全天損失產量171.5kg，全年減少收入約14萬元，采用智能落紗機后，工人勞動強度大幅降低，滿紗待落的現象基本消除，細紗效率大幅提高。

c) 智能落紗機維護成本估計4 000元/萬錠。

d) 智能落紗機投資估算: 智能落紗機6臺142.5萬元，落紗機軌道及輔件20元/錠，計80.64萬元，其他費用3萬元，總投資226.14萬元。

綜上所述，采用智能落紗機，全年可為企業創收80萬元，預計3年內可收回投資。

6 結 語

細紗落紗工的主要任務是落紗、生頭、做清潔、防捉紗疵。因此，縮短停臺時間，減少斷頭，少出皮輥花，提高落紗質量是細紗落紗工的基本任務[7]。

a) 落紗工減少后，原落紗工清潔、防捉紗疵工作應重新按排人員，按原落紗工人數20%～30%配置。

b) 智能落紗機畢竟是技術含量和價值比較高的設備，維護和操作者素質要求較高，除做好日常維護保養外，落紗工能及時發現問題和處理簡單故障，最好用一半男工。

c) 為充分發揮智能落紗機效能，可考慮落紗工和生頭工分開，擴大落紗機服務機臺，減少企業成本。

d) 由于落紗機較重，運行沒有人工落紗方便，除合理安排落紗區域外，更要科學計劃細紗機落紗時間。

e) 建議制造廠家和相關企業制訂合理的操作規范并加強標準化宣傳推廣。

在當前我國紡織業用工緊張的情況下，智能落紗車取代了人工落紗，大大降低落紗工的勞動強度，能提高企業生產效率和紗線品質，緩解用工數量不足，解決用工成本高、招工難等問題。

[1] 林志務.紡機發展模式亟待改變[N].中國紡織報，2014-02-10.

[2] 高秀滿.新型細紗自動落紗機功能分析[J].紡織導報，2011(1)：56-57.

[3] 繆定蜀.集體長車自動化程度高[N].中國紡織報，2013-09-02.

[4] 高 玲.落紗小車：搭上機器換人快車[N].中國紡織報，2014-10-22.

[5] 章友鶴.落紗小車改造性價比高[N].中國紡織報，2013-09-02.

[6] 鄭可昌.新型小車落紗機性能探討[J].棉紡織技術，2012，40(1)：64-65.

[7] 無錫紡織機械試驗中心.FA系列棉紡設備值車操作指導:細紗、并紗、倍捻操作[M]北京：中國紡織出版社，2001：56-57.

(責任編輯：張祖堯)

Analysis of Application of SOBonE-S12 Ring Spinning Intelligent Doffer

LIShuiyou1,ZHANGYi2

(1.Changshan Mingda Garment Co.,Ltd., Changshan 324200, China;2.Zhejiang Changshan Textile Co.,Ltd., Changshan 324200, China)

This paper discusses the property characteristics of spinning machine intelligent doffer and analyzes the working efficiency of intelligent doffer. The results of comparing intelligent doffer and manual doffing indicate intelligent doffer can save doffing time, ensure yarn quality, reduce workers’ labor intensity and improve labor productivity. It is an effective method to solve labor shortage of textile enterprises and high labor cost.

ring spinning; intelligent doffer; doffing time; yarn reserve rate; doffer

2015-01-18

李水有(1963—)，男，浙江常山人，工程師，大學本科，主要從事棉紡織設備管理。

TS103,231

B

1009-265X(2015)03-0040-03